鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)文獻綜述

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p><b>　　文獻綜述</b></p><p>　　溫州會展中心建筑結(jié)構(gòu)選型——鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)文獻綜述</p><p>　　[摘要]：在組合結(jié)構(gòu)中，鋼—混組合結(jié)構(gòu)是最具代表性的一種結(jié)構(gòu)體系。與純鋼結(jié)構(gòu)相比節(jié)省鋼材并增強了建筑物及構(gòu)件的剛度；與混凝土結(jié)

2、構(gòu)相比，減輕了自重，增大了構(gòu)件的延性并提高了強度，使兩種材料——鋼（受拉）和混凝土（受壓）的特點得以充分發(fā)揮。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)以其承載力高，抗震性能好，施工方便，廣泛的應(yīng)用于工程實踐中。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中梁柱節(jié)點設(shè)計起著重要內(nèi)容。</p><p>　　1 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用</p><p>　　我國鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用已有近40年的歷史。1966 年鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于北京地鐵車站

3、工程，70年代又在單層工業(yè)廠房、重型構(gòu)架中得到了成功的應(yīng)用。近10年來，隨著國家經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在我國的高層建筑工程、地鐵車站工程和大跨度橋梁工程中得到了卓有成效地應(yīng)用，推動了建造技術(shù)的發(fā)展。</p><p>　　在我國，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于以下的領(lǐng)域中：高層建筑工程；大跨度橋梁工程；地鐵車站工程；單層和多層工業(yè)廠房柱；特殊結(jié)構(gòu)工程。</p><p><b>　

4、　2 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是由混凝土填入鋼管內(nèi)而形成的一種新型組合結(jié)構(gòu)。由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)能夠更有效地發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料各自的優(yōu)點，同時克服了鋼管結(jié)構(gòu)容易發(fā)生局部屈曲的缺點，提高了柱的承載能力。近年來，隨著理論研究的深入和新施工工藝的產(chǎn)生，工程應(yīng)用日益廣泛。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)按照截面形式的不同可以分為矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和多邊形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等，

5、其中矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用較廣。</p><p>　　鋼管混凝土構(gòu)件中的混凝土受到鋼管的約束, 提高了核心區(qū)混凝土的延性和承載能力；由于核心混凝土的存在, 提高了鋼管的抗局部屈曲的能力和構(gòu)件的耐火能力。這種組合構(gòu)件可節(jié)省材料費用和加快施工速度。</p><p>　　3 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　3.1 承載力、延性、抗震性能</

6、p><p>　　鋼管混凝土柱中，鋼 管對其內(nèi)部混凝土的約束作用使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強度；鋼管內(nèi)部的混凝土又可以有效地防止鋼管發(fā)生局部屈曲。研究表明，鋼管混凝土柱的承載力高于相應(yīng)的鋼管柱承載力和混凝土柱承載力之和。鋼管和混凝土之間的相互作用使鋼管內(nèi)部混凝土的破壞由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐模瑯?gòu)件的延性性能明顯改善，耗能能力大大提高，具有優(yōu)越的抗震性能。</p><p>　　同

7、時結(jié)構(gòu)的吸能性能好，無剛度退化，和不喪失局部穩(wěn)定性的鋼柱相同，此外，由于核心區(qū)混凝土對鋼管穩(wěn)定性的提高作用，因此，鋼管混凝土柱的抗震性能也優(yōu)于鋼柱。</p><p>　　3.2 施工方便、縮短工期</p><p>　　鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工時，鋼管可以做為勁性骨架承擔施工階段的施工荷載和結(jié)構(gòu)重量，施工不受混凝土養(yǎng)護時間的影響；由于鋼管混凝土內(nèi)部沒有鋼筋，便 于混凝土的澆注和搗實；鋼管混凝土結(jié)構(gòu)

8、施工時，不需要模板，既節(jié)省了支模、拆模的材料和人工費用，也節(jié)省了時間。</p><p>　　3.3 其他性能：防銹蝕和防火性能優(yōu)越；抗扭、抗剪性能好；節(jié)約鋼材降低造價等。</p><p>　　4 鋼管混凝土柱的優(yōu)點</p><p>　　鋼管混凝土柱結(jié)合了兩種材料的優(yōu)點，外圍鋼管對混凝土的約束作用，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高柱截面的抗壓承載力，減小截面尺寸，同時提

9、高構(gòu)件的延性，鋼管及其節(jié)點部分可在工廠預(yù)制，保證構(gòu)件的質(zhì)量。另外，由于鋼管和混凝土的共同作用，在發(fā)生火災(zāi)時，混凝土可吸收大量的熱，防止或減緩鋼管由于高溫受熱軟化，造成的強度降低；此外當外圍鋼管屈服失穩(wěn)時，由于內(nèi)部混凝土柱的存在，可有混凝土柱承受大部分的軸向壓力，防止結(jié)構(gòu)因高溫而破壞，即，采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可大大提高建筑結(jié)構(gòu)的防火性能。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計擬采用方鋼管鋼梁框架結(jié)構(gòu)形式，對于方鋼管混凝土柱

10、梁柱節(jié)點構(gòu)造形式簡單，施工時容易處理，結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的相貫線處于同一平面內(nèi)，方便加工制造及安裝，有利于提高施工速度，降低復(fù)雜節(jié)點施工帶來的經(jīng)濟及技術(shù)上的一系列問題。同時考慮到采用方形鋼管混凝土，由于其外形較規(guī)則，建筑的美觀及適用性也較強，與周圍構(gòu)件的配合設(shè)置也較方便。因此一般建造師更傾向于采用方鋼管混凝土柱。相比較而言，采用圓鋼管混凝土柱對于核心區(qū)混凝土的約束作用鉸方鋼管混凝土柱更強，但其與梁墻板的連接構(gòu)造復(fù)雜，施工工藝及技術(shù)要求也較高，

11、同時出于美觀的要求對節(jié)點處還需設(shè)置吊頂或裝飾的方法進行隱藏處理，因此采用方鋼管柱形式具有較大的市場前景。</p><p>　　5 鋼管混凝土的研究方向</p><p><b>　　高強度材料的應(yīng)用：</b></p><p>　　隨著高強材料的不斷出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件也從大截面向小尺寸方向演變，使高重結(jié)構(gòu)采用小截面構(gòu)件成為可能。同時采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)形

12、式，本身由于其高于一般結(jié)構(gòu)的承載力，而在節(jié)省材料和降低造價方面的優(yōu)點而被實際工程采用。因此可以考慮將高強度材料應(yīng)用于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中，研究其在經(jīng)濟、結(jié)構(gòu)性能中的突出貢獻。</p><p>　　梁柱節(jié)點性能的研究（及其抗震性能的研究）：</p><p>　　節(jié)點設(shè)計一直是結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵步驟，節(jié)點設(shè)計既要求滿足傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式要求，即，強節(jié)點弱構(gòu)件的要求；在此又要滿足鋼管混凝土梁柱節(jié)點的設(shè)計及構(gòu)造

13、要求。對于鋼管混凝土節(jié)點的設(shè)計，關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全，施工的難易復(fù)雜程度，因此對于鋼管混凝土柱與梁的連接構(gòu)造提出了更高的技術(shù)要求。也是鋼管混凝土結(jié)構(gòu)研究的一個前沿方向。</p><p>　　其他研究方向：如預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究；薄壁鋼管混凝土結(jié)構(gòu)研究等。</p><p><b>　　6 結(jié)束語</b></p><p>　　目前，鋼管混凝土框架

14、結(jié)構(gòu)主要由于大跨度，荷載大的結(jié)構(gòu)中。其結(jié)合了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，以其承載力、抗震性能、延性等方面的優(yōu)勢，被廣泛的應(yīng)用于有特殊要求的結(jié)構(gòu)中。在當今，國家大力推廣建筑結(jié)構(gòu)用鋼的形式下，越來越多的關(guān)于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)性能的研究正在進行中，有關(guān)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范及技術(shù)也日趨完善，在今后的中國，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景將會更加廣闊！</p><p><b>　　參考文獻</b></

15、p><p>　　[1] 容柏生. 中國高層建筑中鋼管混凝土柱的應(yīng)用與展望[J]，建筑結(jié)構(gòu) 2009, 39( 9)</p><p>　　[2] 中國工程建設(shè)標準化協(xié)會. CECS 159: 2004 矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京: 中國計劃出版社, 2004.</p><p>　　[3] 鐘善桐, 等.方形和圓形鋼管混凝土柱性能的連續(xù)和設(shè)計的統(tǒng)一. 鋼結(jié)構(gòu),

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17、gt;　　[7] 中國工程建設(shè)標準化協(xié)會. CECS 159: 2004 矩形鋼管混凝土結(jié) 構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國計劃出版社, 2004.</p><p>　　[8] 韓林海，楊有福．現(xiàn)代鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)［S］．中國建筑工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[9] 陶忠．方鋼管混凝土的發(fā)展現(xiàn)狀[J].建筑結(jié)構(gòu)，2003.7</p><p>　　[10]

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20、南理工大學(xué), 2000</p><p>　　[16] 趙國藩, 張德娟, 黃承逵. 鋼管混凝土增強高強混凝土柱的抗震性能研究. 大連理工大學(xué)學(xué)報, 1996, 36(6)</p><p>　　[17] 鐘善桐. 高層鋼管混凝土結(jié)構(gòu). 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,1999.</p><p>　　[18] 王立超, 周云. 鋼管混凝土柱節(jié)點的研究和工程應(yīng)用. 見: 98建筑鋼